| Project/Area Number |
23K25934
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| Project/Area Number (Other) |
23H01238 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17010:Space and planetary sciences-related
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
伊藤 元雄 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), 調査役 (40606109)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白井 直樹 神奈川大学, 理学部, 准教授 (00599805)
木村 眞 国立極地研究所, 先端研究推進系, 特任教授 (20142226)
上椙 真之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 散乱・イメージング推進室, 主幹研究員 (20426521)
富岡 尚敬 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(高知コア研究所), グループリーダー代理 (30335418)
大東 琢治 大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究所, 准教授 (50375169)
今栄 直也 国立極地研究所, 先端研究推進系, 助教 (60271037)
山口 亮 国立極地研究所, 先端研究推進系, 准教授 (70321560)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,070,000 (Direct Cost: ¥13,900,000、Indirect Cost: ¥4,170,000)
Fiscal Year 2025: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
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| Keywords | 地球外物質 / 放射光施設 / 炭素質コンドライト / 軽元素同位体 / 炭素質小惑星 / 地球外有機物 / 含水鉱物 / NanoSIMS / 有機物 / 軽元素同位体組成 / 隕石 |
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| Outline of Research at the Start |
小惑星は、太陽系形成初期から現在の姿に至るまでの物質科学的情報を保っている。これらに起源を持つ始原的隕石や小惑星からの帰還試料を分析することで、その起源と形成史を読み解くことができる。本研究では、始原的隕石、はやぶさ2による小惑星リュウグウ試料に含まれる有機物、含水・無水鉱物の包括的な分析を行い、太陽系に普遍的に存在する炭素質小惑星の故郷と形成史の解明を目的として、有機物の物質科学的変異を辿る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
小惑星は、太陽系形成初期から現在の姿に至るまでの物質科学的情報を保っている。これらに起源を持つ始原的隕石や小惑星からの帰還試料を分析することで、その起源と形成史を読み解くことができる。本研究では、始原的隕石、はやぶさ2による小惑星リュウグウ試料に含まれる有機物、含水・無水鉱物の包括的な分析を行い、太陽系に普遍的に存在する炭素質小惑星の故郷と形成史の解明を目的として、有機物の物質科学的変異を辿る。本研究課題では『炭素質小惑星を構成する鉱物と有機物は、いつ、どこで、どのような環境で形成したのか?』を達成目的とする。太陽系形成史を遡り、低温の分子雲であった最初期、複雑な熱史を経ている小惑星上の熱変成・水質変成過程や高温期に起きたと考えられる非平衡化学反応の痕跡を微小な鉱物や有機物から解読する。特に、母天体が既知のリュウグウ試料と多様な炭素質隕石を詳細分析することで、より明確に小惑星を構成する固体物質の起源と進化の描像を得ることができる。そのため、熱変性度や水質変質度の異なる炭素質隕石と小惑星リュウグウ試料を全く同じ手法で分析し、（１）鉱物、および有機物の軽元素同位体比、炭素の官能基と周囲の含水ケイ酸塩鉱物との共生関係を解き明かし、（２）炭素質隕石種ごとの熱履歴や相対年代を決定する 。そして（３）炭素質隕石と帰還試料の分析結果を統合し、普遍的な炭素質小惑星の形成過程の理解することにある。2024年度は、主として（３）のテーマに密接に関連する分析研究を英国ダイヤモンド放射光施設DIADにおいて南極産の炭素質隕石（CI, CM, CYコンドライト）などの鉱物学的記載と三次元構造解析を行った（伊藤、研究協力者のグリーンウッド博士：オープン大学）。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2024年度は、イギリスとの国際チームと共同で、英国ダイヤモンド放射光施設（DIADビームライン）で国立極地研究所から配分された南極隕石（始原的な炭素質コンドライト複数個）について国際共同研究として分析を主として実施し、データ解析を行なっている。研究代表者と英国研究者を中心として小惑星リュウグウに関する成果創出（Nature Astronomyから２報, Nature Communicationsから１報, Meteoritics and Planetary Scienceから１報）が持続的に行われている。炭素質隕石中の有機物の分析を、新たにIonoptika社とToF型SIMSを使用して共同研究をする事で進めることとなった。同時に、有機物に対するイオンビームの軽元素同位体比に対する影響を定量的に見積もる実験も進めつつあり、最終年度に向けた研究のまとめ、成果創出に向けて、概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
『炭素質隕石と帰還試料の分析結果を統合し、普遍的な炭素質小惑星の形成過程の理解』を達成するにあたり、最終年度には以下の研究を予定する。
A) 炭素質隕石中の有機物の研究－１：CIコンドライトの鉱物学的記載とそこに含まれる有機物の研究（山口、今栄、木村、白井、伊藤、Ionoptika社）：2025年5月に英国Ionoptika社において炭素質隕石（CIコンドライト）に含まれる有機物の研究を行う。CIコンドライトは最近発見されたOUED CHEBEIKA 002であり、これに関する鉱物学的記載と主要元素分析を、極地研究所にて行う（山口、今栄、木村、白井、富岡）。
B) 炭素質隕石中の有機物の研究－２：有機物に対するイオンビームによる照射ダメージの検証を進めることで、有機物を含む炭素質隕石や帰還試料に対する試料作成、軽元素同位体比分析における条件の最適化を行う。既に、この問題の検証に取り組んでおり、解決すべき重点項目である。伊藤(NanoSIMSによる同位体分析)、Ionoptika社との共同研究によりArイオンビームを既知の有機物に照射した領域を繰り返し分析することで、軽元素同位体分別の度合いを決定する。この研究は、上椙、大東とデータの解釈と議論を行う。
C) NanoSIMSイメージング分析ソフトウェアの高度化（伊藤）：これまでは同位体と元素の二次元可視化を主としてイメージング分析ソフトウェアの開発を行ってきたが、本年度はソフトウェアの改修を行うことで、三次元での可視化を試みる。
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